煤矿工业生产废水活性炭应用处理【活性炭环保知识】

1废水处理方法分类

由于缺乏经济可行的煤矿工业废水处理技术，我国每年产生近6亿吨煤矿工业废水，大部分达不到排放标准，环境污染十分严重，使废水成为制约煤炭企业发展、影响流域环境质量的重要废水污染源。对于新型煤化工行业，气化废水成分复杂，水量大，处理难度大，是处理的关键。同时，目前运行的主要煤矿工业流程和技术包括固定床、流化床和气流床。三种气化工艺产生的废水氨氮含量很高。其中，固定床法生产的苯酚和焦油含量高，污染严重；气流炉法生产的甲酸化合物含量高；所有三种工艺中产生的。因此，不同的工艺需要采用不同的废水处理方法。目前，废水处理的方法主要有物理法、化学法和生物法。物理方法包括网格沉淀、气浮、过滤、反渗透、离心蒸发、结晶等处理过程。化学方法包括混凝、中和、氧还原、吸附、离子交换、膜分离、汽提、萃取等处理过程。生物工艺包括活性污泥法、生物膜法、，生物处理工艺和厌氧生物处理工艺

2活性炭吸附法及其应用

2.1活性炭的特点

2活性炭是一种特殊处理的炭，具有无数的小孔和巨大的表面积。活性炭的表面积为500-1500m2g。它包括多种具有吸附能力的碳基物质，能吸附多种化学物质在其表面。同时，活性炭可以与多种化学物质结合，防止这些物质的吸收。活性炭的吸附可分为物理吸附和化学吸附。物理吸附主要发生在富含活性炭的微孔中，用于去除水中和空气中的杂质。这些杂质的分子直径小于活性炭的孔径

2.2活性炭吸附方法的作用机理

活性炭吸附是指利用活性炭的固体表面吸附水中的一种或多种物质，从而达到净化水质的目的。活性炭吸附的主要原因是固体表面的原子力场是不饱和的，具有表面能，可以吸附一些分子以降低表面能。固体吸附溶液中的溶质分子后，溶液浓度降低，吸附的分子集中在固体表面。活性炭颗粒中的孔隙一般占颗粒总体积的70%～80%。这些孔隙形状多样，孔径分布广泛。细孔壁的总表面积，即比表面积，一般高达500~1700m2g。这是活性炭吸附能力强、吸附容量大的主要原因

2.3活性炭吸附法在水处理中的应用

活性炭吸附法是目前去除水中有机物的工艺。由于原料来源丰富，表面积大，对颜色、气味等有机物去除率高。活性炭广泛应用于水处理。其中，粉末活性炭对去除水中藻类细胞分泌产生的低分子量doc特别有效，有效去除水中微囊藻毒素，有效降低出水异味

2.3.1活性炭在废水处理中的除臭效果

使用活性炭吸附柱可以去除许多恶臭物质，如吲哚，乙醛等恶臭成分通过物理吸附去除，硫醇和H2S在活性炭表面通过氧化反应进一步吸附去除。在活性炭达到饱和前，恶臭物质的去除率相对稳定，受气体负荷变化的影响较小，适应性广。但由于吸附剂不易频繁再生，因此吸附气体的浓度不能过高

2.3.2活性炭处理含汞废水

活性炭具有吸附汞和含汞化合物的性能，但其吸附能力有限。仅适用于低汞废水的处理。若汞浓度较高，可先采用化学沉淀法处理。经处理后，汞含量约为1mgL，高时可达2~3mgL，然后可进一步用活性炭处理

2.3.3用活性炭处理含铬废水

活性炭具有较强的物理吸附能力，微孔结构发达，比表面积高，能有效去除废水中的铬。活性炭表面含有大量的含氧基团，如羧基和羟基。它们都具有静电吸附功能，对铬有化学吸附作用。吸附废水达到排放标准。结果表明，当溶液中铬的质量分数为50mgL，pH=3，吸附时间为5h时，活性炭的吸附性能和铬的去除率均达到较好的效果。活性炭处理含铬废水吸附性能稳定，处理效率高，运行成本低。具有一定的社会效益和经济效益

3活性炭吸附法的具体应用

煤矿废水主要包括煤矿开采过程中的地质涌水和渗水、降尘和洒水产生的含煤尘废水、，地下煤矿开采期间的消防和液压设备。第一部分主要为地下水，污染较少，第二部分为煤矿开采过程中的人造水。二者在地下混合，使矿山废水具有地下水的特征，同时也受到人为污染，成分复杂。由于环境保护法的实施，大多数煤矿企业的生产废水不直接排放。许多企业采用加氯法对生产废水进行消毒灭菌，一般采用废水进厂加氯（预加氯）和出水二次加氯两级消毒工艺。近年来，国内外研究表明，卤素消毒副产物（DBPs），如三卤甲烷（THMs）和卤乙酸（HAAs），尤其是HAAs，具有较高的致癌风险。为了控制二次氯化产生的DBPs浓度，我们只能依靠加强水处理过程中DBPs的去除效率。对某地区几家主要煤矿生产企业的水质调查结果表明，预氯化可使水源中HAAs含量提高8~9.5倍，GAC吸附过滤工艺可使总HAAs去除率提高46%~86%。这是目前一种有效的DBPs去除方法